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NOVEMBRE-DICEMBRE 2025 AUTOMAZIONE OGGI 466 | 71 Consumo energetico ficacia del power gating e delle sequenze di accensione e spegnimento, nonché a rilevare anomalie e guasti relativi ai moduli di ali- mentazione. Nel complesso, questi metodi sono efficaci in microprocessori, moduli di memoria, moduli di comunicazione wireless e dispositivi alimentati a batteria come smar- tphone e dispositivi indossabili. Le modalità di sospensione consentono ai dispositivi di entrare in stati a basso consumo durante i periodi di inattività, mentre le tecniche di riduzione della corrente di dispersione ridu- cono al minimo la dispersione di corrente. La scalabilità adattiva della tensione e della frequenza regola dinamicamente la tensione e la frequenza per soddisfare i requisiti del carico di lavoro. Alcuni esempi di carico di lavoro, tensioni e frequenze includono la mo- dalità inattiva (idle) per il microprocessore, dove il consumo energetico complessivo du- rante lo stato di bassa attività è di 0,8 V a 100 MHz, notevolmente inferiore rispetto alla ten- sione dello stato durante un gioco, che è di 1,4 V a 2,5 GHz. A seconda dell’applicazione, è possibile che la tensione e la frequenza siano più elevate, ma il controllo dell’alimentazione e del clock può ridurre il consumo di energia, estendere la batteria del sistema e migliorare l’affidabilità complessiva. Convalida in laboratorio L’adozione di tecniche avanzate per la ge- stione dell’energia può migliorare l’efficienza energetica complessiva. In base alle mie os- servazioni condotte in passato nei laboratori di convalida, dispositivi come smartphone, computer portatili e indossabili hanno ot- tenuto notevoli riduzioni dei consumi, una maggiore durata della batteria e una mag- giore affidabilità dei dispositivi. Per esem- pio, l’uso di tecniche avanzate di gestione dell’energia, che disattivano selettivamente i blocchi di circuito non in uso e ottimizzano il trasferimento dei dati su uno smartphone, può comportare un prolungamento della durata della batteria, un miglioramento della gestione termica e una maggiore affidabilità del dispositivo. Per convalidare l’efficacia di queste tecniche, la mia configurazione consi- steva in un assemblaggio di circuiti stampati personalizzati che consentiva di misurare il microprocessore, il modulo di memoria e il modulo di comunicazione wireless tramite DAQ e software LabView. Sono stati misurati diversi stati funzionali: inattivo (idle) quando il dispositivo non è in uso, modalità a basso consumo per un utilizzo leggero e stati di sospensione (sleep) quando il dispositivo è spento. Evitando di approfondire i dettagli tecnici, è stata registrata una sostanziale ri- duzione della potenza misurata tra i vari stati quando sono state impiegate tecniche avan- zate di risparmio energetico. È sconsigliato consentire un consumo di potenza elevato durante la fase di inattività. Per sfruttare appieno il potenziale delle tecni- che avanzate di gestione dell’alimentazione, gli strumenti di misurazione devono fornire ai progettisti un feedback accurato e perti- nente. Strumenti di acquisizione dati ad alte prestazioni con filtraggio avanzato e funzioni simili a quelle di un DMM possono consen- tire misurazioni ripetibili in nanoVolt durante la convalida del DVS e del power gating. Ad esempio, PXIe è dotato della funzione Auto Zero per rimuovere l’offset dello strumento. Ogni percorso di condizionamento del se- gnale del PXIe-4309 dispone di un canale in- terno per misurare l’errore di offset e, quando è abilitato, l’offset viene misurato e sottratto dalla misurazione dell’input, annullando di fatto l’errore di offset. Un altro esempio è la ‘modalità chopping’, per ridurre al minimo lo sfarfallio e il rumore elettromagnetico ter- mico (noto anche come EMF). Questo tipo di funzionalità può garantire una misurazione più precisa quando si eseguono tecniche di misurazione avanzate durante la convalida. Dal punto di vista dello sviluppo, i progettisti devono adottare un approccio alla progetta- zione attento al consumo energetico, che im- plica l’analisi dei requisiti del carico di lavoro, la selezione di tecniche di gestione dell’ener- gia adeguate, l’implementazione di algoritmi di gestione dell’energia, il monitoraggio e l’ottimizzazione del consumo energetico. Le tendenze emergenti promettono gua- dagni di efficienza ancora maggiori, inclusi l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico per l’ottimizzazione dell’energia, la raccolta e la rigenerazione dell’energia, le tecnologie avanzate delle batterie, il trasferi- mento e la ricarica dell’energia wireless. Conclusioni Le tecniche avanzate di gestione dell’energia hanno rivoluzionato l’industria elettronica. La gestione efficiente dell’energia non è più un lusso, ma una necessità. Adottando queste tecniche e strumenti di misurazione avanzati, i progettisti possono creare dispositivi effi- cienti dal punto di vista energetico, affidabili e ad alte prestazioni. In altre parole: il cellu- lare non si trasformerà più in un mini-forno. National Instruments - www.ni.com In un sistema PXI, ogni modulo è uno strumento a se stante. NI offre oltre 600 moduli PXI che vanno dalla corrente continua alle onde millimetriche PXI è una soluzione avanzata di test e misurazione che combina componenti hardware e software, tra cui chassis, controller e moduli, per affrontare sfide complesse di misurazione e automazione